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专利号: 2018110948225
申请人: 西安工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 清洁
更新日期:2024-11-18
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种管道机器人,其特征在于:包括水平车架(4),所述水平车架(4)下侧设置有前后设置的两行走单元(2);还包括甩水电机(9),所述甩水电机(9)的机壳下侧一体化设置有下锁紧板(9.2),所述下锁紧板(9.2)通过若干螺栓锁紧设置在所述水平车架(4)的前部上侧面;所述甩水电机(9)的甩水输出旋转轴(5)向前延伸;所述甩水输出旋转轴(5)的末端同轴心固定设置有圆柱状的刷座(6);所述刷座(6)的周向壁体上呈圆周阵列均布有若干组甩水刷(8),各组甩水刷(8)呈发散状向外延伸,且各组甩水刷(8)随刷座(6)同步旋转;还包括喷水单元,所述喷水单元的喷水端与各组甩水刷(8)相对应;

每组甩水刷(8)由若干根沿刷座(6)轴线呈直线阵列的弹性甩水棒组成,且各所述甩水棒的末端呈针尖状;

所述水平车架(4)的前部两侧分别一体化对称设置有探测器座(21);两所述探测器座(21)上均安装有超声波障碍距离探测器(18);所述水平车架(4)的上侧面还固定安装有蓄电池单元(12)和控制器单元(10);

所述喷水单元包括硬质的喷嘴接头管(23),所述甩水电机(9)的机壳下侧一体化设置有上锁紧板(9.1),所述喷嘴接头管(23)通过前夹环(22)和后夹环(16)锁紧在所述上锁紧板(9.1)上;所述喷嘴接头管(23)前端连通连接有喷嘴(17),所述喷嘴接头管(23)的尾端连通连接有导水软管(14)的出水端,所述导水软管(14)的进水端设置有增压液泵;所述喷嘴(17)的前方一体化向前延伸设置有子弹头状的射流分散座(7),子弹头状的射流分散座(7)上侧设置有引流缺口(65),所述引流缺口(65)的缺口表面呈凹弧面(19),且所述凹弧面(19)呈向前斜率逐渐变大的上扬趋势延伸;所述喷嘴(17)的喷口(20)方向朝前设置,且喷嘴(17)的喷口(20)位于所述凹弧面(19)低斜率端的中部,从喷口(20)喷出的清洗液切向撞击所述凹弧面(19),并呈扇形发散状向前洒出;所述引流缺口(65)的凹弧面(19)末端对应在若干组甩水刷(8)的后侧。

2.根据权利要求1所示的一种管道机器人,其特征在于:所述行走单元(2)包括同轴心设置的左行走轮(33)和右行走轮(41),所述左行走轮(33)和右行走轮(41)之间设置有左轮电机(35)和右轮电机(39),所述左轮电机(35)通过左联轴器(34)与所述左行走轮(33)驱动连接,所述右轮电机(39)通过右联轴器(40)与所述右行走轮(41)驱动连接;

所述左轮电机(35)和右轮电机(39)的上侧分别安装有第一铰接头(27)和第二铰接头(32);所述左轮电机(35)和右轮电机(39)的上方设置有固定横梁(29),所述固定横梁(29)的下侧左右两端分别设置有第三铰接头(28)和第四铰接头(30);

所述第一铰接头(27)与所述第三铰接头(28)之间通过一对左连杆(26)铰接连接;所述第二铰接头(32)与所述第四铰接头(30)之间通过一对右连杆(31)铰接连接;所述固定横梁(29)通过锁紧螺栓锁紧在所述水平车架(4)底部;

所述左轮电机(35)的机壳远离左行走轮(33)的一端固定设置有至少两根左螺纹杆(36),所述右轮电机(39)的机壳远离右行走轮(41)的一端固定设置有至少两根右螺纹杆(38),且各左螺纹杆(36)分别同轴心对应各右螺纹杆(38);各所述右螺纹杆(38)与各所述左螺纹杆(36)的螺纹旋向相反;

还包括内螺纹筒(37),所述内螺纹筒(37)的左端内螺纹连接所对应的左螺纹杆(36)的末端,所述内螺纹筒(37)的右端内螺纹连接所对应的右螺纹杆(38)末端。

3.根据权利要求2所示的一种管道机器人,其特征在于:所述左轮电机(35)、右轮电机(39)、各左螺纹杆(36)、内螺纹筒(37)和各右螺纹杆(38)所形成的整体为A;所述左连杆(26)为B;所述右连杆(31)为C;所述固定横梁(29)为D;

A、B、C、D构成结构形成相互铰接的等腰梯形;其中B、C分别为该等腰梯形的腰,D、A分别为该等腰梯形的上下底边。

4.根据权利要求3所示的一种管道机器人,其特征在于:所述水平车架(4)的尾部还设置有向下前方向弯曲的弧形状的刮水尾板(1),刮水尾板(1)为弹性材质构成,且刮水尾板(1)的末端矮于所述左行走轮(33)和右行走轮(41)的底端。

5.根据权利要求4所示的一种管道机器人的管道清洗方法,其特征在于:清洗方法:机器人整体在行走单元(2)的驱动下行驶入待清洗的管道中并沿管道延伸方向缓慢推进,与此同时打开导水软管(14)进水端的增压液泵和甩水电机(9),清洗液从喷嘴(17)的喷口(20)处喷出,从喷口(20)喷出的清洗液切向撞击凹弧面(19),在向前斜率逐渐变大的凹弧面(19)引流作用下呈扇形发散状向前均匀洒出;与此同时在甩水电机(9)的作用下各组甩水刷(8)随刷座(6)同步旋转;进而呈扇形发散状向前洒出的清洗液在连续旋转的各组甩水刷(8)均匀截获,并在各组甩水刷(8)的甩水棒的离心作用下呈发散状向四周甩出,向四周甩出的清洗液迅速撞击并清洗所在位置的管道内壁,随着机器人的向前推进,整个管道的内壁均会被清洗一遍,并且车体刮水尾板(1)还会同步对管道内的清洗液残留物刮出;

甩水输出旋转轴(5)所在高度的调节方法:在机器人进入管道之前先测量管道的管径,A、B、C、D通过相互铰接所构成行走单元形成结构稳定的等腰梯形结构,然后通过人工同步旋转调节各内螺纹筒(37)实现调节A的长度,进而调节了A、B、C、D所构成的等腰梯形的高,进而实现了调节水平车架(4)和甩水输出旋转轴(5)所在高度,最终将甩水输出旋转轴(5)调整至管道的中心部位所在高度位置,进而使机器人在正常甩水过程中对其管道内壁进行均匀甩水;在一个行走单元中,必须同步旋转各内螺纹筒(37)才能实现调节A的长度,进而在机器人自行运行过程中各内螺纹筒(37)不易发生松动。